堆肥過程中碳氮代謝相關基因表達及細菌多樣性的研究.pdf

1、利用微生物作用好氧發(fā)酵處理有機固體廢棄物生產(chǎn)有機肥料是環(huán)境保護中廢棄物處理與處置的一種有效方式。實驗采用自行設計堆肥系統(tǒng)，采用兩種不同強制通氣方式（罐體內(nèi)嵌式通氣和整體式通氣），以牛糞和甘蔗葉為原料進行好氧堆肥，測定堆肥過程中堆體理化參數(shù)變化，并結合分子生物學方法熒光定量聚合酶鏈式反應(Real-time PCR)技術對碳氮代謝相關基因表達進行分析和聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術對細菌群落多樣性進行研究。理化參

2、數(shù)測定結果表明，罐體內(nèi)嵌式通氣與整體式通氣方式堆肥均在第4天達到最高溫度，分別為57.0℃和53.4℃;有機質含量分別下降為49.10％和46.22％;銨態(tài)氮含量均呈現(xiàn)出先上升后下降最后趨于平穩(wěn)的趨勢;最終硝態(tài)氮含量分別達到1099.67mg/kg和1143.96mg/kg。
　　采用實時熒光定量PCR技術對兩種不同強制通氣方式堆肥過程中細菌總量和碳氮代謝相關基因表達，包括細菌16S rDNA，β-glucosidase，amoA

3、，nxrB1基因進行了定量分析，并對比研究了發(fā)酵過程中理化參數(shù)及堆體中碳氮代謝相關基因表達。實驗結果表明，在堆肥過程中，罐體內(nèi)嵌式通氣發(fā)酵堆體細菌總量大于整體式通氣發(fā)酵;罐體內(nèi)嵌式通氣與整體式通氣發(fā)酵中β-glucosidase基因拷貝數(shù)分別在堆肥第7天與第4天達到最大值，該數(shù)值分別是堆肥第1天的4.0倍和6.2倍，表明發(fā)生強烈生物降解作用，碳代謝活動劇烈;AOB在強制通風好氧發(fā)酵的高溫期含量極少，直至腐熟期才大量積累，導致大量銨態(tài)氮轉

4、化為氨氣造成氮損失;高溫對nxrB1基因表達有嚴重阻礙作用，在腐熟階段罐體內(nèi)嵌式通氣方式發(fā)酵中nxrB1基因優(yōu)先于整體式通氣發(fā)酵表達并達到峰值。
　　通過聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術對罐體內(nèi)嵌式通氣和整體式通氣堆肥過程中細菌群落多樣性進行研究，以細菌16SrDNA基因片段PCR擴增產(chǎn)物為DGGE分析對象。實驗結果表明，隨著堆肥進行，細菌群落在各個時期不斷演替，部分細菌直至發(fā)酵后期才出現(xiàn)，而部分細菌在整個